完善二氧化氯與臭氧在水處理中的化驗分析

【摘 要】 大慶油田化工集團組建于2003年12月25日，2004年6月工商注冊為大太油田化工有限公司，下轄甲醇分公司，醋酸分公司，輕烴分餾分公司等生產單位，醋酸產品大部分銷往大慶油田外部市場，近些年，公司領導重視生產管理，重視產品質量，對化驗環節要求嚴格，從采點、采樣、化驗要求精細，為生產出如產品把好質量關，該文就此進行論述。

【關鍵詞】 大慶油田 醋酸 化驗

Abstract ： Daqing oilfield chemical group formed in December 25， 2003. In recent years， the company leadership pays attention to the production management and attaches importance to product quality and is strict to assay link. The paper discusses them.

1.二氧化氯（ClO2）

在給水處理中，ClO2不僅可以作為高效的消毒劑還可考慮投加在原水、沉淀池前或濾池前進行預氧化或中間氧化，以控制嗅味（尤其是氯酚或藻類副產物嗅味等），防止微生物滋長，加強混凝過濾；也可用于去除水中的鐵、錳和色度。另外，歐洲一些國家將ClO2、O3，即Cl2結合起來用于飲用水處理，取得了較好的效果。

1.1二氧化氯的氧化消毒特性

ClO2時較強的氧化劑，氧化水中有機物具有選擇性。

1.1.1 ClO2氧化能力強萁氧化能力是氯的2.5倍，能迅速殺滅水中的病原菌、病毒和藻類包括芽孢、病毒和蠕蟲等）。

1.1.2與氯不同，ClO2：消毒性能不受pH值影響。這主要是因為氯消毒靠次氯酸殺菌而二氧化氯則靠自身殺菌。

l.1.3 ClO2不與氨或氯胺反應．在含氨高的水中也可以發揮很好的殺菌作用，而使用氯消毒則會受到很大影響。

1.1.4 ClO2隨水溫升高滅活能力加大從而彌補了因水溫升高ClO2在水中溶解度的下降。

1.1.5 ClO2的殘余量能在管網中持續很長時間，故對病毒、細菌的滅活效果比臭氧和氯更有效。

1.1.6 ClO2具有較強的脫色、去味及除鐵、錳效果。

1.1.7 ClO2消毒只是有選擇的與某些有機物進行氧化反應將起降解為含氧基團為主的產物，不產生氯化有機物所需投加量小約為氯投加量的40％且不受水中氨氮的影響。因此采甩ClO2代替氯消毒，可使水中三氯甲烷生成量減少90％。

1.2使用二氧化氯存在的問題

ClO2加入水中后會有50％～70%轉變為ClO2與ClO3很多實驗表明ClO2與ClO3，對血紅細胞有損害對碘的吸收代謝有干擾，還會使血液中膽固醇升高。美國EPA建議二氧化氯消毒時殘余氧化劑總量（ClO2+ ClO2+ ClO3）＜1.0＜mg/L+刪正常人群健康不致有影響。而實際應用中ClO2的劑量都控制在0.5mg/L以下。

ClO2氧化分解有機物具有較強的選擇性。它能氧化去除水中的Fe、Mn、氰化物、酚等：能氧化硫醇、仲胺和叔胺消除水中的不愉快氣味．卻不易氧化醇、醛、酮、伯胺等有機物導致去除不徹底。

二氧化氯性質比較活潑，易爆炸且其本身也有毒性。因此在使用ClO2時要十分注意安全。一般在ClO2，制備系統中應嚴格控制原料稀釋濃度，防止誤操作并應建立相應安全措施。ClO2儲存要低溫避光；ClO2車間禁用火種，設良好的通風換氣設備。

2.臭氧（O3）

臭氧氧化能力強，用于消毒殺菌殺傷力大，速度快臭氧可氧化溶解性鐵、錳形成高價沉淀物．使之易于去除；可將氰化物、酚等有毒有害物質氧化為無害物質；可氧化致嗅和致色物質，從而減少嗅味，降低色度；可將生物難分解的大分子有機物氧化分解為中小分子量有機物，使之易于生物降解；使用臭氧預處理，還可以起到微絮凝作用，提高出水水質．應用臭氧不會在處理過程中產生有害的三致物質。

2.l臭氧的氧化消毒特性

2.1.1 O3作為高效的無二次污染的氧化劑尾常用氧化劑中氧化能力最強的（O3＞ClO2＞Cl2＞NH2CI），其氧化能力是氯的2倍殺菌能力是氯的數百倍，能夠氧化分解水中的有機物．氧化去除無機還原物質，能極迅速地殺滅水中的細菌、藻類、病原體等。

2.1.2 O3消毒受pH值、水溫及水中含氨量影響較小，但也有一定的選擇性，如綠霉菌、青霉菌等對O3，具有抗藥性，須較長時間才能殺死。O3用于飲用水消毒時，水的濁度、色度對消毒滅菌效果有影響，將有相當一部分O3被用于無機物和有機物的氧化分解上。

2.1.3 O3去除微生物、水草、藻類等有機物產生的嗅、味，效果良好脫色能力比Cl2和ClO2更為有效和迅速。

2.1.4投加O3能改變小粒徑顆粒表面電荷的性質和大小艘帶電的小顆粒聚集；同時O3氧化溶解性有機物的過程中，還存在“微絮凝作用”，對提高混凝效果有—定作用。

2.1.5 O3消毒效果好，劑量小，作用快，不產生三氯甲烷等有害物質，同時還可使水具有較好的感官指標。O3對—些頑強病毒的滅活作用遠遠高于氯，但水中O3分解速度快，無法維持管網中有—定量的剩余消毒劑水平，故通常在O3消毒后的水中投加少量的氯系消毒劑。

2.1.6 O3能將水中不易降解的大分子有機物氧化分解為小分子有機物，并向水中充氧使水中溶解氧增加，為后續處理（特別是生物處理）提供了更好的條件。但從經濟上考慮，O3投加量不可能太高，所以氧化并不徹底，如果后續工藝處理不當，也會產生三鹵甲烷等有害物質。

2.1.7在水處理過程中應盡量不要生成新的三鹵甲烷物質，因為三鹵甲烷一旦形成，O3也很難將其氧化去除。

2.2臭氧的制備及經濟性分析

根據目前的技術水平， O3的生產原料分為空氣、純氧氣、液氧三種。

采用液氧一般適用于中小規模（臭氧量<50kg/h）。采用變壓吸附法或負壓吸附法現場抽取純氧，適用于臭氧量>50kg/h的規模。利用干燥空氣制取O3，獲得的臭氧濃度—般在1—3％；而利用氧或液氧生產的臭氧濃度可達10%左右，而且空氣制取O3的電耗約為另外兩種方法的2倍。

實際工程中，O3多不單獨使用，常與顆粒活性炭聯用對飲用水進行深度處理，即臭氧——活性炭水處理工藝，效果良好。對其生產成本進行分析水廠規模在5-40萬噸／天時，因采用臭氧——活性炭工藝而增加的制水成本在0.10～0.15元，噸之間。根據我國各自來水廠的洪水狀況從提高水質和人們的生活水平考慮這種工藝是完全可以接受的。

2.3使用臭氧存在問題

由于經濟方面等原因，O3投加量不可能大到將大分子有機物全部無機化；另外，即使過量投加O3，也會有其他物質出現，也不可能使有機物全部礦化因為O3，氧化大多數有機物產生的不完全氧化產物可能阻礙O3的進一步分解，導致O3不可能將這些中間產物完全氧化，如甘油、乙醇、乙酸等。同時，O3不能有效的去除氨氮，對水中有機氯化物無氧化效果。

O3處理時與有機物反應生成不飽和醛類、環氧化合物等有毒物質對人體健康有不良影響。如果水中含有較多的溴離子，O3會將其氧化為次溴酸。次溴酸與鹵化消毒副產物的前體物反應．A產生溴仿和其它溴化消毒副產物。溴離子還能被進一步氧化為溴酸鹽離子從而導致出水呈致突變陽性。臭氧化后水中可同化有機碳（AOC）上升，可能會造成水中細菌的再度繁殖。為了維持管網中有足量的剩余消毒劑’在臭氧處理后再加氯或氯胺處理會分別生成三氯硝基甲烷和氯化氰威為新的消毒對某些農藥，O3氧化后的產物可能更有害。

總體上說雖然應用O3時有副產物生成餌一般情況下濃度不高，毒性問題也不嚴重。根據目前的研究，無論在副產物的生成量和毒性，還是在出水的致突變活性方面，O3都比Cl2和C1O2理想。

結論

（1）ClO2比O3具有更高的穩定性同時又比氯具有更強的消毒能力，但氧化能力比O3差。但用臭氧消毒時'為了維持管網中的持續消毒能力，需要采用氯、氯胺、二氧化氯等作為輔助消毒劑。

（2）為避免生成三鹵甲烷難以去除，在原水腐殖質、藻類、酚含量高的水廠建議使用CIO2或O3進行預處理。

（3）水處理中采用O3要比采用ClO2成本略高，但從水質來講．采用臭氧——活性炭工藝要比采用ClO2好。就經濟水平而言這兩種改進水質的方法都是可以接受的，各水廠可以根據具體情況采用相應的的措施。

（4）由于ClO2和O3，氧化能力都很強并都具有毒性和腐蝕性，在使用中宜注意安全防護措施。

（作者單位：大慶油田化工集團醋酸分公司化驗車間）